Astrophysique

Des chercheurs détectent à nouveau des ondes gravitationnelles

Une équipe scientifique internationale a observé de nouveau les ondulations de l'espace-temps, prédites par Einstein. Les détections ont été effectuées par l'instrument américain Ligo

Une équipe scientifique internationale a annoncé jeudi avoir de nouveau détecté des ondes gravitationnelles, marquant la troisième observation de ces vibrations de l'univers prédites par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein en 1915.

La toute première détection directe de ces ondes résultant de légères perturbations de la trame de l'espace-temps sous l'effet du déplacement d'un objet massif, un peu comme un poids déforme un filet, avait été annoncée le 11 février 2016.

Nouvelle fenêtre

Cet événement historique, après 40 ans d'efforts, a ouvert une nouvelle fenêtre en astronomie qui permet de faire avancer la compréhension des mystères du cosmos, relèvent les astrophysiciens.

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Cette nouvelle détection s'ajoute, à une seconde observation le 15 juin 2016. Dans chacun des cas, les ondes gravitationnelles détectées ont été générées par la collision entre deux trous noirs pour en former un plus massif, jusqu'à 62 fois la masse de notre soleil.

Cette fois-ci, le trou noir issu de la collision dont les ondes gravitationnelles ont été observées le 4 janvier 2017 était d'environ 49 masses solaires. Les résultats seront publiés dans la revue américaine Physical Review Letters.

«C'est vraiment remarquable que les humains puissent théoriser et vérifier de tels phénomènes étranges et extrêmes qui se sont produits il y a des milliards d'années et à des milliards d'années-lumière de la Terre», relève David Shoemaker, un astrophysicien du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et porte-parole de cette collaboration scientifique.

Trous noirs massifs

Les trois détections ont été effectuées par l'instrument américain Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), formé de deux détecteurs identiques de quatre kilomètres de long, situés à 3000 kilomètres l'un de l'autre, en Louisiane et dans l'État de Washington

«Cette dernière observation confirme encore l'existence de trous noirs d'une masse supérieure à vingt soleils, des objets dont nous ignorions l'existence avant que le Ligo ne les déniche», ajoute-t-il. Sans détection des ondes gravitationnelles, les trous noirs sont invisibles parce qu'ils n'émettent pas de lumière, note le professeur Shoemaker.

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«Avec la confirmation de la troisième détection d'ondes gravitationnelles le Ligo s'établit comme un observatoire puissant pour révéler la face obscure de l'univers», se félicite David Reitze, responsable du Ligo au Caltec, l'Institut de Technologie de Californie.

1000 scientifiques mobilisés

Le Ligo qui mobilise plus de 1000 scientifiques américains et de quatorze autres pays, avait capté pour la première fois des ondes gravitationnelles en septembre 2015 lors de sa première campagne d'observation après la modernisation de l'instrument.

La dernière détection de ces ondes révèle que la collision entre les deux trous noirs s'est produite à environ trois milliards d'années-lumière comparativement à 1,3 milliard et 1,4 milliard d'années-lumière pour la première et la seconde observation respectivement.

Parce que la source est beaucoup plus éloignée, cette découverte a permis de prouver l'exactitude d'un des corollaires de la théorie de la relativité générale selon lequel les ondes gravitationnelles ne se dispersent pas en se propageant, donnant une fois de plus raison à Albert Einstein.

La localisation des sources de signaux d'ondes gravitationnelles sera nettement améliorée au cours des prochains mois quand le Virgo, l'interféromètre européen, basé en Italie, aura accru son réseau de détecteurs, relève ces astrophysiciens.

Une preuve indirecte des ondes gravitationnelles avait été établie par la découverte en 1974 d'un pulsar et d'une étoile à neutron tournant l'un autour de l'autre à très grande vitesse par Russel Hulse et Joseph Taylor. Cette découverte leur avait valu le prix Nobel de physique en 1993.

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